Изучаем назначение гидрострелок в системах отопления

Алан-э-Дейл       15.04.2022 г.

3 Изготовление своими руками

Перед покупкой или изготовлением гидрострелки для отопления своими руками следует детально изучить её строение и конструктивные особенности. Сама схема не представляет собой ничего сложного.

Пустая внутри труба (квадратной или круглой формы) снабжена по бокам несколькими патрубками для подключения к отопительной системе.

Следует отметить, что, как правило, патрубки для подачи воды расположены сверху конструкции, а для отвода — снизу. Такой способ действителен, если гидрострелка расположена в вертикальном положении. Но когда позволяет схема, её можно устанавливать и горизонтально.

Для отопления частных домов зачастую применяется гидравлический разделитель. Вместе с ним необходимо устанавливать коллектор. Обычно они продаются вместе (комплектом). Для изготовления разделителя и коллектора используются такие материалы, как:

  • сталь с небольшим количеством углерода;
  • полипропилен;
  • нержавейка.

Встречаются и более сложные модели гидрострелок. Они оборудованы не только отводчиком воздуха и сливной заслонкой, но и местом под установку различных датчиков, сеточками и пластинами. Последние исполняют функцию разделителя потока теплоносителя и его фильтрации. Стоимость таких конструкций довольно высока, как и потребность в постоянной профилактике и обслуживании.

Сегодня популярными являются металлические трубы, из которых делают гидрострелки домашние мастера. Но так как полипропилен набирает обороты, то, скорее всего, статистика поменяется именно в его сторону. Связано это с высокой стоимостью полипропиленовых гидрострелок заводского производства, а сделать их самостоятельно из этого материала в несколько раз дешевле. Для этих целей понадобятся:

  • полипропиленовая труба соответствующего диаметра;
  • несколько тройников для патрубков;
  • две заглушки.

Так как диаметр трубы для изготовления гидрострелки довольно большой, то необходимо для пайки приобрести специальную насадку, а также выдержать определённое время при скреплении.

Ничего особенного в конструкции нет. Тройники прикрепляются к основному элементу отрезками труб, которые закрываются заглушками. Однако такое устройство не будет иметь эстетичного вида. Кроме того, использовать его можно не во всех системах. Связано это с тем, что котлы, работающие на твёрдом топливе, на своём пике могут достигать 95 градусов рабочей температуры.

Разумеется, что гидроразделитель, своими руками сделанный из полипропилена, выдержит её, но бывают и нештатные ситуации. К примеру, если выключат электричество, тогда по инерции твердотопливный котёл может резко начать набирать температуру. Иногда она достигает 130—140 °C. Это может плохо сказаться на дальнейшей работе системы или она вовсе выйдет из строя. В связи с этим все элементы такого типа рекомендуется делать из металла. Хотя, как уже можно понять, гидрострелку из полипропилена своими руками сделать проще, чем из металла. Таким образом, можно выделить ключевые преимущества полипропиленовых устройств:

  • полипропилен можно легко покрасить термостойкой краской с наружной стороны;
  • пластиковые модели значительно дешевле металлических аналогов;
  • КПД немного увеличится, так как сопротивление теплоносителя будет меньше на гладкой поверхности;
  • кроме того, что пластик не ржавеет, он ещё и предотвращает появление коррозии на соседних элементах;
  • стабилизация давления в системе;
  • останавливает гидроудары и предотвращает выход из строя всей системы;
  • экономит топливо, повышает производительность котла;
  • работа может происходить с котлами до 35 кВт максимальной мощности;
  • в автоматическом режиме перенаправляет потоки теплоносителя в нужном направлении.

Все вышеуказанные достоинства не являются исчерпанными. Каждая модель может иметь свои особенности. Кроме этого, отдельные плюсы некоторые модели могут и не иметь. Всё зависит от качества, производителя и многих других факторов. Также можно указать и недостатки гидрострелок:

  • полипропиленовые изделия невозможно установить в твердотопливных котлах, так как они быстро выйдут из строя из-за сильного давления и перепада температур;
  • для установки нужно подготовить специальные инструменты и материалы, такие как сварочный аппарат для полипропилена, муфты, краны и отводы;
  • диаметр основы гидрострелки должен быть равен сумме диаметров трёх контуров от 60 до 90 мм и 120 мм, а они довольно-таки дорогие.

https://youtube.com/watch?v=qG7TkatjnkE

Зачем нужна гидравлическая стрелка для отопления

Гидрострелка для отопления не только разделяет потоки контуров. Назначений у неё гораздо больше, а именно:

  • выравнивает объемы циркулирующего теплоносителя в первичном и вторичных контурах;
  • тем самым защищает отопительное оборудование от теплового удара (рис.№2);
  • поддерживает постоянным объем воды в котле отопления (рис.№3);
  • регулирует перепады расхода вторичных контуров (рис №3);
  • повышает КПД котла за счет подмеса воды вторичных контурах;
  • позволяет компактно подключить на вторичные контуры циркуляционные насосы различной мощности. Это можно сделать и без гидрострелки, однако в этом случае насосы нужно разносить на расстояния.

Есть у гидрострелки два не основных, но важных назначения.

  • Во-первых, гидравлическая стрелка для отопления, является отстойником шлама. Для слива шлама есть слив внизу корпуса.
  • Во-вторых, вверху корпуса гидрострелки есть воздушный клапан, который выводит воздух (газы) из системы отопления закрытого типа.

Преимущества использования гидравлического разделителя отопления

Схемы отопления с гидравлической стрелкой способствуют созданию в помещении комфортной температуры, поскольку:

  1. Ликвидируются проблемы при нахождении параметров отопительного насоса для вторичного контура и исполнительного элемента.
  2. Отсутствует определенное взаимовлияние между котловым контуром и отопительными контурами.
  3. Оказывается равномерное распределение нагрузок, оказываемых водным потоком, на генераторы тепловой энергии и ее потребителей.
  4. При правильном определении показателей исполнительные компоненты в системе  функционируют оптимально.
  5. Имеются места для подключения расширительного бачка, а также установления быстродействующего отводчика воздуха.
  6. Есть возможность подсоединения разнообразных узлов и деталей дополнительного назначения.

При наличии желания обустроить в своем домовладении комфортные условия проживания с минимальным использованием тепловой энергии, лучшим решением будет монтаж теплогенераторной системы, в основе функционирования которой находится применение схемы отопления с гидрострелкой.

Место установки

Для правильной установки гидрострелки выполняют 5 общих правил:

Для правильной работы распределителя не имеет значение, в каком положении будет установлена гидрострелка

Важно только направление торцевых трубопроводов, от которых зависит работа автоматического воздухоотводчика и система шламоудаления.
Распределитель устанавливается после вентиля котлоагрегата.Место монтажа определяется схемой отопления, его располагают максимально близко к агрегату.
В случае применения коллекторной схемы распределитель ставится перед котлоагрегатом.
При необходимости подключения дополнительного электронасоса, распределитель размещают между ним и выходной трубой для нагревательного контура.
Для того чтобы правильно обвязать твердотопливный агрегат, гидравлическую стрелку включают к выходу и входу теплоносителя, тогда можно отрегулировать индивидуальную температуру для каждого контура.

Чем полезна гидрострелка?

Необходимость применения классической конструкции гидравлического разделителя очевидна. Более того, на системах с котлами внедрение этого элемента становится обязательным действием.

Установка гидрострелки в систему, обслуживаемую котлом, обеспечивает стабильность потоков (расхода теплоносителя). В результате полностью устраняется риск возникновения гидроударов и скачков температуры.

Примеры гидрострелок в классическом простом исполнении на базе пластиковых трубопроводов. Теперь такие конструкции можно встретить даже чаще, чем металлические. Эффективность действия практически такая же как у металлических, но факт экономии на устройстве и внедрении в систему

Для любой обычной водяной отопительной системы, сделанной без гидравлического разделителя, отключение части линий неизбежно сопровождается резким подъёмом температуры контура котла по причине малого расхода. В то же время имеет место возврат сильно охлаждённого обратного потока.

Появляется риск образования гидроударов. Такие явления чреваты быстрым выходом котла из строя и значительно сокращают срок службы оборудования.

Для бытовых систем в большинстве случаев удачно подходят пластиковые конструкции. Этот вариант применения видится более экономным по установке.

К тому же использование фитингов делает возможным производить монтаж системы из полимерных труб и подключение пластиковых гидрострелок без сварки. С точки зрения обслуживания подобные решения также приветствуются, так как гидравлический разделитель, установленный на фитингах легко снять в любой момент.

Зачем нужна гидрострелка в системе отопления?

Объяснить, для чего нужна гидрострелка для отопления, очень просто. Процессы разбалансировки теплоснабжения знакомы владельцам частных домов. Современный котел имеет меньший по объему контур, чем циркуляционный расход потребителя. Работа гидрострелки отопления позволяет отделить гидравлический контур теплогенератора от вторичной цепи, повысить надежность и качество системы.

Ответом на вопрос: «Для чего нужна гидрострелка в системе отопления?», служит список достоинств отопления с гидравлическим терморазделителем:

  • разделитель — обязательное условие производителя оборудования для гарантии технического обслуживания на котел мощностью 50 кВт и более, или теплогенератора с чугунным теплообменником;
  • узел обеспечивает максимальный проток с ламинарным течением теплоносителя, поддерживает гидравлический и температурный баланс системы отопления;
  • параллельное подключение гидрострелки отопления и контура потребителей создает минимальные потери давления, производительности и тепловой энергии;
  • коленное расположение патрубков подачи-обратки обеспечивает температурный градиент вторичных контуров;

Схема движения теплоносителя в коллекторе с гидрострелкой

  • оптимальный подбор и расчет гидрострелки для отопления защищает котел от разницы температур подачи-обратки, предохраняет оборудование от теплового удара, выравнивает циркуляционный объем водяных потоков в первичном и второстепенном контуре;
  • узел повышает КПД котла, позволяет вторичную циркуляцию части теплоносителя в котловом контуре, экономит электроэнергию и топливо;
  • подмес сохраняет постоянный объем котловой воды;
  • при экстренной необходимости разделитель компенсирует дефицит расхода во второстепенном контуре;
  • полый разделитель снижает влияние насосов, обладающих различной мощностью квт, на вторичные контуры и котел;
  • дополнительные функции гидроразделителя — уменьшает гидравлическое сопротивление, формирует условия для сепарации растворенных газов и шлама.

В многоконтурных системах отопления использование гидрострелки обязательно для сбалансированной работы

Принцип работы гидрострелки отопления позволяет стабилизировать гидродинамические процессы в системе. Своевременное удаление механических примесей из теплоносителя продлит срок службы насосов, вентилей, счетчиков, датчиков, отопительных приборов. Разделяя потоки (контур теплогенератора и независимый контур потребителя), гидрострелка обеспечивает максимальное использование теплоты сгорания топлива.

Устройство, принцип работы, назначение

Полное представление о том, что такое гидрострелка для отопления, зачем она нужна, какие бывают ее разновидности, можно получить при рассмотрении ее подробного устройства, принципов работы и назначения. Разберем эти аспекты более детально.

Пример схемы отопления частного дома с гидрострелкойИсточник project-home.ru

Устройство

Структурно гидросепаратор представляет собой закрытую по торцам полую емкость круглого или квадратного сечения. Ее габариты зависят прежде всего от мощности котла, а также числа и вместимости контуров. В зависимости от веса конструкция либо устанавливается на пол с помощью опорных ножек, либо крепится на поверхность стены посредством специального кронштейна.

Рабочие патрубки, количество которых, как правило, не менее 4-х, соединяются с теплопроводом на резьбу или с применением фланцев. Материал для изготовления устройства берется самый разный – обычная сталь с низким содержанием углерода, нержавеющий сплав, медь, а также полипропилен. При этом системы, работающие на твердотопливном агрегате, оснащаются только металлическими моделями.

Хотя вертикальное положение устройства и считается традиционным, оно не является обязательным. Например, когда ликвидация воздушных пробок и фильтрование осадка из теплоносителя не является необходимым условием, возможно горизонтальное расположение прибора. В таком случае устраняется необходимость конвекционного перемешивания потоков.

Устройство гидравлического разделителяИсточник vodoteplo.ru

Принцип работы

Равномерное распределение теплоносителя при наличии одновременно нескольких потребителей обеспечивает гидрострелка для отопления – принцип работы такого механизма основан на разделении общего потока на независимые направления для каждого отдельного контура. Если циркуляционный насос котельного оборудования разгоняет воду до 1 м/с, то в гидроразделителе он замедляется до минимальной 0,1 м/с. При этом одновременно соблюдается несколько условий:

  • Изменяется объем и направление потока.
  • Исключаются потери тепловой энергии.
  • Устраняется гидравлическое сопротивление.
  • Разделяются контуры агрегата и цепочки потребителей – гидрострелка выступает в роли буферной области.
  • Насосное оборудование для каждого контура работает независимо, не влияя на общий гидравлический баланс.

Когда в системе устанавливается несколько насосов, тогда подключается гидравлический разделитель для отопления, принцип работы которого сводится к обеспечению корректной работы каждого контура по отдельности:

  • Отдельных веток с радиаторами.
  • Водяного теплого пола.
  • Косвенно нагреваемого бойлера.
  • Теплой вентиляции и проч.

Схема гидравлического разделителяИсточник teplo.guru

Как пример, можно рассмотреть ситуацию, когда применяется несколько насосов, сильно различающихся по мощности. Как правило, все оборудование размещено в одном помещении, коллекторном модуле. Включение самого мощного насоса спровоцирует закачку всего теплоносителя, и лишения им оставшихся контуров. Упрощенным способом решения этой проблемы и является установка гидроразделителя. Без него пришлось бы все насосы размещать на большом расстоянии друг от друга.

Назначение

Одним из весомых аргументов при ответе на вопросы о том, что дает гидрострелка для отопления – зачем она нужна и какие функции выполняет, является обеспечение безопасной эксплуатации котла. Такое устройство просто разделяет и делает независим собственный контур теплогенератора от более объемной вторичной цепи потребителя.

Пример назначения гидрострелки в отопительной системеИсточник stroy-podskazka.ru

Помимо этого, необходимость гидросепаратора в системах с принудительной системой потока теплоносителя обусловливается следующим рядом причин:

  • Создание гарантированных условий безопасной эксплуатации агрегатов мощностью от 50 кВт, а также для моделей с чугунным теплообменником.
  • Обеспечение условий создания оптимального ламинарного потока теплоносителя для поддержки термо-гидравлического баланса.
  • Минимизация потерь давления, тепла и общей производительности в параллельных контурах.
  • Обеспечение температурного градиента на вторичных контурах.
  • Защита котла от тепловой перегрузки и выравнивание объемов в первичном и вторичном контурах.
  • Повышение КПД отопительного агрегата.
  • Страховка от уменьшения теплоносителя в контуре котла.
  • Экономия энергоресурса.
  • Устранение влияния мощных насосов на работу агрегата и оборудования вторичных контуров.
  • Улучшение работы системы за счет снижения гидросопротивления, вывода осадков и удаления воздушных пробок.

Модель современной гидрострелкиИсточник stroy-podskazka.ru

Расчётные параметры гидрострелки

Главным опорным параметром для расчёта является скорость теплоносителя на участке вертикального движения внутри гидрострелки. Обычно рекомендуемое значение не более 0,1 м/сек, при любом из двух условий (Q1 = Q2 или Q1 < Q2).

Малая величина скорости обусловлена вполне разумными выводами. При такой скорости находящийся в составе водяного потока мусор (шлам, песок, известняк и т.п.) успевает оседать на дно трубы гидрострелки. К тому же за счёт низкой скорости успевает формироваться необходимый температурный напор.

Два конструктивных вида гидрострелок, на которые обычно проводятся расчёты: 1 – по трём диаметрам; 2 – по чередованию патрубков. Независимо от принятия той или иной методики, базовые параметры расчётов всегда типичные – расход теплоносителя по контурам и параметр скорости

Малая скорость передачи теплоносителя способствует лучшему отделению воздуха от воды для последующего вывода через воздухоотводчик гидравлической системы разделения. В общем, стандартный параметр выбран с учётом всех значимых факторов.

Для расчётов часто используется так называемая методика трёх диаметров и чередующихся патрубков. Здесь конечный расчётный параметр – значение диаметра разделителя.

Исходя из полученного значения, вычисляются все иные требуемые значения. Однако чтобы узнать размер диаметра гидроразделителя, нужны данные:

  • по расходу на первом контуре (Q1);
  • по расходу на второстепенном контуре (Q2);
  • скорость вертикального тока воды по гидрострелке (V).

По сути, эти данные для расчёта всегда имеются.

К примеру, расход на первом контуре составляет 50 л/мин. (из технической характеристики насоса 1). Расход на втором контуре равен 100 л/мин. (из технической характеристики насоса 2). Значение диаметра гидрострелки вычисляется формулой:

Формула для расчёта диаметра трубы гидрострелки в зависимости от параметров расхода теплоносителя (расход по характеристикам насоса) и скорости вертикального протока

где: Q – разница расходов Q1 и Q2; V – скорость вертикального протока внутри стрелки (0,1 м/сек.), π – постоянная величина 3,14.

Между тем диаметр гидравлического разделителя (условный) допустимо выбирать, пользуясь таблицей примерных стандартных величин.

Величина мощности котла, кВт Входной патрубок, мм Диаметр гидрострелки, мм
70 32 100
40 25 80
25 20 65
15 15 50

Параметр высоты для устройства разделения тепловых потоков не критичен. Фактически высоту трубы можно брать любую, но с учётом уровней подвода входящих/исходящих трубопроводов.

Популярные производители

Компаний, занимающихся производством гидравлических разделителей для отопительных сетей, не так мало, как может показаться на первый взгляд. Однако сегодня мы ознакомимся с продукцией всего двух компаний, GIDRUSS и ООО «Атом», так как они считаются самыми популярными.

Таблица. Характеристики гидравлических разделителей производства GIDRUSS.

Модель, иллюстрация Основные характеристики

1. GR-40-20

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 1 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 40 киловатт.

2. GR-60-25

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 10 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 60 киловатт.

3. GR-100-32

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 41 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 100 киловатт.

4. GR-150-40

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя; — минимальная мощность отопительного прибора 61 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 150 киловатт.

5. GR-250-50

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 101 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 250 киловатт.

6. GR-300-65

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 151 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 300 киловатт.

7. GR-400-65

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 151 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 400 киловатт.

8. GR-600-80

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 251 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 600 киловатт.

9. GR-1000-100

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 401 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 1000 киловатт.

10. GR-2000-150

— изделие выполнено из конструкционной стали; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 601 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 2000 киловатт.

11. GRSS-40-20

— изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 1 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 40 киловатт.

12. GRSS-60-25

— изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 11 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 60 киловатт.

13. GRSS-100-32

— изделие выполнено из нержавеющей стали AISI 304; — рассчитано на одного потребителя;
— минимальная мощность отопительного прибора 41 киловатт;
— максимальная его мощность составляет 100 киловатт.

Заметим также, что каждая гидрострелка для отопления из перечисленных выше выполняет еще и функции своего рода отстойника. Рабочая жидкость в данных устройствах очищается от разного рода механических примесей, благодаря чему заметно увеличивается эксплуатационный срок всех подвижных составляющих отопительной системы.

Принцип работы

При работе гидрострелки, подключенной к системе, происходит разделение контуров котлового и отопительного с выравниванием давления.

Специалисты рекомендуют использовать гидравлические разделители в системе, если перепад рабочего давления достигает величины Р>0.4 м (водного столба). При запуске котла отопительные элементы быстро нагреваются и передают энергию теплоносителю, а циркулирующая по системе вода нагревает элементы тепловой системы, постепенно возникает разность температур между выходящим из котла и возвращающимся теплоносителем.

Если теплоноситель, прошедший через систему сразу, подавать на нагревательные элементы котла, то произойдет выход из рабочего состояния всего оборудования.

Использование гидравлического высокоэффективного разделителя Север дает возможность варьировать температурный режим теплоносителя на выходе из работающего котла и при возврате из отопительной системы с выравниванием разницы температур до 45* С.

Предусмотрены три режима работы установленной в систему отопления гидравлической стрелки Север:

  1. Объем поступающего теплоносителя в котел идентичен объему, прибывающему в общий контур отопления.
  2. Объем поступающего теплоносителя в котел меньше объема прибывающего в контур отопителя.
  3. Объем, поступающий в котел, больше объема прибывающего в контур котла.

Монтаж полипропиленовой гидрострелки своими руками

Решив создать полипропиленовый разделитель самостоятельно, достаточно подготовить полую трубу круглого сечения, снабжённую патрубками для подсоединения отопительной сети. Контуры подачи обычно размещены вверху, обратки — внизу. Тройники соединяют между собой отрезками труб, закрывают торцы заглушками. Работы проводятся сварочным аппаратом с насадками.

Подключая настенный котёл максимальной мощностью 40 кВт, предпочтительно использование кольцевого коллектора на 2-4 контура. Работает коллектор и гидрострелка в одном корпусе, лишённом внутренних перегородок. Теплоноситель постоянно циркулирует через котёл и коллектор. Отбор тепла от пластиковой гребёнки производится насосной группой. Упрощённая конструкция ПВХ буфера займёт минимум места и затрат.

Фото 3. Гидрострелка из полипропилена. В верхнюю часть конструкции подключается контур с горячим теплоносителем. в нижнюю — с холодным.

Плюсы и минусы изделий из полипропилена

  • Гладкая поверхность материала уменьшит сопротивление теплоносителя, снизив тепловые потери котла.
  • Полипропилен удобно окрашивать снаружи термостойкой краской.
  • Стоимость пластиковой конструкции обходится дешевле аналогов.
  • Пластиковые изделия препятствуют образованию коррозии.
  • Эффективно работают с котлами мощностью до 35 Квт.
  • Корректируют давления в системе.
  • Автоматически распределяют термические потоки в требуемом направлении.
  • Сглаживают гидроудары.
  • Повышают КПД котла, экономию топлива.

Недостатки полипропиленовых разделителей:

  • Невозможность установки гидрострелки в системе с твердотопливным котлом. Полипропилен подлежит быстрому износу при высоком давлении, температуре.
  • Монтаж конструкции задействует дополнительное оборудование (сварочный аппарат для полипропилена), муфты, отводы, краны.
  • Диаметр гидрострелки должен соответствовать трём окружностям патрубков контуров (60—90, 120 мм). Трубы необходимых размеров редкие и дорогие.

Важно! Твердотопливные котлы часто нагревают воду до 90—95 °С. Полипропилен выдерживает температурные нагрузки, но при внештатной ситуации (при отключении электричества) теплоноситель на подаче прогревается до 130 °C

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.